2次方程式 $2x^2 + 3x - 1 = 0$ の2つの解を $\alpha$ と $\beta$ とするとき、以下の値をそれぞれ求めよ。 (1) $\alpha^2 \beta + \alpha \beta^2$ (2) $\frac{1}{\alpha+1} + \frac{1}{\beta+1}$ (3) $(\alpha - 1)(\beta - 1)$

代数学二次方程式解と係数の関係式の計算
2025/6/26

1. 問題の内容

2次方程式 2x2+3x1=02x^2 + 3x - 1 = 0 の2つの解を α\alphaβ\beta とするとき、以下の値をそれぞれ求めよ。
(1) α2β+αβ2\alpha^2 \beta + \alpha \beta^2
(2) 1α+1+1β+1\frac{1}{\alpha+1} + \frac{1}{\beta+1}
(3) (α1)(β1)(\alpha - 1)(\beta - 1)

2. 解き方の手順

解と係数の関係より、
α+β=32\alpha + \beta = -\frac{3}{2}
αβ=12\alpha \beta = -\frac{1}{2}
(1) α2β+αβ2=αβ(α+β)\alpha^2 \beta + \alpha \beta^2 = \alpha \beta (\alpha + \beta)
α2β+αβ2=(12)(32)=34\alpha^2 \beta + \alpha \beta^2 = (-\frac{1}{2})(-\frac{3}{2}) = \frac{3}{4}
(2) 1α+1+1β+1=(β+1)+(α+1)(α+1)(β+1)=α+β+2αβ+α+β+1\frac{1}{\alpha+1} + \frac{1}{\beta+1} = \frac{(\beta+1) + (\alpha+1)}{(\alpha+1)(\beta+1)} = \frac{\alpha + \beta + 2}{\alpha\beta + \alpha + \beta + 1}
1α+1+1β+1=32+21232+1=121+1=121\frac{1}{\alpha+1} + \frac{1}{\beta+1} = \frac{-\frac{3}{2} + 2}{-\frac{1}{2} - \frac{3}{2} + 1} = \frac{\frac{1}{2}}{-1+1} = \frac{\frac{1}{2}}{-1}
分母が0になるので、計算を見直す。
1α+1+1β+1=β+1+α+1(α+1)(β+1)=α+β+2αβ+α+β+1\frac{1}{\alpha+1} + \frac{1}{\beta+1} = \frac{\beta+1 + \alpha+1}{(\alpha+1)(\beta+1)} = \frac{\alpha + \beta + 2}{\alpha\beta + \alpha + \beta + 1}
1α+1+1β+1=32+21232+1=1242+1+22=122+1=121=12\frac{1}{\alpha+1} + \frac{1}{\beta+1} = \frac{-\frac{3}{2}+2}{-\frac{1}{2} - \frac{3}{2}+1} = \frac{\frac{1}{2}}{-\frac{4}{2}+1+\frac{2}{2}} = \frac{\frac{1}{2}}{-2+1} = \frac{\frac{1}{2}}{-1} = -\frac{1}{2}
(3) (α1)(β1)=αβ(α+β)+1(\alpha - 1)(\beta - 1) = \alpha \beta - (\alpha + \beta) + 1
(α1)(β1)=12(32)+1=12+32+1=22+1=1+1=2(\alpha - 1)(\beta - 1) = -\frac{1}{2} - (-\frac{3}{2}) + 1 = -\frac{1}{2} + \frac{3}{2} + 1 = \frac{2}{2} + 1 = 1+1 = 2

3. 最終的な答え

(1) 34\frac{3}{4}
(2) 12-\frac{1}{2}
(3) 22

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